中國人民解放軍海軍潛艇學院鐘后陽獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國人民解放軍海軍潛艇學院申請的專利一種載人潛水器動態對接穩定控制系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119472758B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510072018.0,技術領域涉及:G05D1/49;該發明授權一種載人潛水器動態對接穩定控制系統是由鐘后陽;劉辰辰;祝子杰;魏金垚;李巖設計研發完成,并于2025-01-17向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種載人潛水器動態對接穩定控制系統在說明書摘要公布了:本申請提供了一種載人潛水器動態對接穩定控制系統,涉及載人潛水器控制系統領域,包括多傳感器融合模塊、智能控制算法模塊、推進系統控制模塊、姿態調整機構控制模塊、緊急制動系統模塊、無線通信模塊、安全脫離模塊和故障預警模塊。本申請通過設置多傳感器融合模塊、智能控制算法模塊、推進系統控制模塊、姿態調整機構控制模塊、緊急制動系統模塊、無線通信模塊、安全脫離模塊和故障預警模塊,多傳感器融合模塊將數據傳輸到智能控制算法模塊進行實時計算和調整,精確控制推進系統控制模塊和姿態調整機構控制模塊,能夠快速響應海洋環境的變化,調整潛水器的推進力和方向以及姿態,從而提高載人潛水器在動態環境下的對接穩定性和成功率。
本發明授權一種載人潛水器動態對接穩定控制系統在權利要求書中公布了:1.一種載人潛水器動態對接穩定控制系統,其特征在于,包括多傳感器融合模塊、智能控制算法模塊、推進系統控制模塊、姿態調整機構控制模塊、緊急制動系統模塊、無線通信模塊、安全脫離模塊和故障預警模塊; 多傳感器融合模塊:包括但不限于位置傳感器、姿態傳感器、速度傳感器和壓力傳感器; 智能控制算法模塊:能夠根據多傳感器融合模塊的數據進行實時計算和調整,控制推進系統控制模塊和姿態調整機構控制模塊; 所述智能控制算法模塊根據公式F=αx-x0+βy-y0+γz-z0+k1vx+k2vy+k3vz計算推進系統和姿態調整機構的控制指令,所述潛水器的位置坐標為(x,y,z),所述F為推進系統和姿態調整機構的綜合控制指令; 所述公式的(α,β,γ)為姿態角,且(vx,vy,vz)為速度,并且(x0,y0,z0)為對接目標的位置坐標,所述k1vx+k2vy+k3vz的k1、k2、k3為速度反饋系數; 推進系統控制模塊:能夠根據智能控制算法模塊的指令調整潛水器的推進力和方向; 姿態調整機構控制模塊:能夠根據智能控制算法模塊的指令調整潛水器的姿態; 緊急制動系統模塊和無線通信模塊:能夠在對接過程中出現異常情況時及時停止潛水器的運動,潛水器通過無線通信模塊進行實時數據傳輸和遠程控制; 安全脫離模塊:在緊急情況下能夠使潛水器安全快速地脫離對接狀態; 故障預警模塊:能夠實時監測系統狀態,在出現故障隱患時及時發出預警信號,所述故障預警模塊包括傳感器數據、控制指令、推進系統參數、姿態調整機構狀態;所述故障預警模塊利用機器學習和人工智能技術,對監測數據進行分析和診斷,準確判斷故障類型和位置,并提供相應的故障處理建議; 所述安全脫離模塊包括高強度電磁脫離裝置和機械鎖扣快速釋放系統,所述高強度電磁脫離裝置通過高磁力與對接目標連接,所述機械鎖扣快速釋放系統包括高強度的機械鎖扣,常態保持潛水器與對接目標的牢固連接;通過智能控制算法模塊發出指令,觸發機械鎖扣的快速釋放,使潛水器能夠迅速脫離,防止誤觸發和意外釋放; 選擇脫離路徑時:智能控制算法模塊從多傳感器融合模塊獲取當前海洋環境信息,包括水流速度與方向、海浪高度與周期、海洋深度,然后利用外部數據源,獲取更大范圍的海洋環境動態,接著分析潛水器當前的位置坐標(x,y,z)、姿態角(α,β,γ)和速度(vx,vy,vz),根據收集到的水流速度和方向數據,建立三維水流場模型,定義最佳脫離路徑的目標函數,目標函數可以包括最短時間、最小能量消耗、避開障礙物; 還包括安全保障系統:脫離后,潛水器可自動啟動安全保障系統,包括緊急浮力裝置、導航系統,確保潛水器能夠安全返回母船; 所述無線通信模塊:無線通信模塊進行數據傳輸,將潛水器的狀態信息、故障預警信息以及安全脫離過程中的相關信息發送給母船、其他控制中心,同時接收來自母船、其他控制中心的指令,以便更好地應對各種情況。
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